RESINAS DE INTERCAMBIO

ACIDEZ Y ALCALINIDAD

MATERIALES

PROCEDIMIENTO

1. Se preparan las soluciones NaOH y HCL, ambas a 0.1 molar.2. Para el NaOH se agregan primero tres gotas de fenolftaleína.3. Luego se agregan tres gotas de metilnaranja.4. Para el H+ se realiza el inverso del procedimiento anterior, primero se agrego el

metilnaranja y luego la fenolftaleína.

En cada etapa se analizaban los cambios que se iban presentando en la solución.

NOTA: Con el NaOH se agrega primero la fenolftaleína porque ayuda a la solución a pasar más fácil de muy acida a neutra, mientras que el metilnaranja hace lo contrario, pasa de muy básico a neutra con mayor efectividad.

PREGUNTAS

¿Qué es la alcalinidad y acidez y su importancia en el diseño y operación de acueductos?

La importancia de la alcalinidad en el diseño y operación de acueductos es dar estimaciones exactas de las concentraciones de iones capaces de neutralizar ácidos como el carbonato y bicarbonato. Este parámetro es importante en la determinación de las propiedades corrosivas del agua, causadas por los carbonatos, bicarbonatos y sales disueltas.

Por otra parte, la acidez de una muestra de agua es por definición, su capacidad para reaccionar con una base fuerte hasta un determinado valor de pH. En cuerpos de aguas naturales, la acidez es causada principalmente por el CO2 y en algunos casos por ácidos minerales de tipo H2S o por la presencia en el agua de sales fuertes provenientes de bases débiles (ácidos conjugados). La acidez se expresa como la concentración en “mili equivalentes por gramo” de iones hidrógeno o como la cantidad equivalente de carbonato de calcio requerida para neutralizar dicha acidez.

La medición de la acidez tiene por objeto “cuantificar las sustancias ácidas presentes en un determinado cuerpo de aguas o en un residuo líquido”, de ahí la importancia en el diseño y operación de acueductos. Este dato es importante debido a que las sustancias ácidas presentes en el agua, incrementan su corrosividad e interfieren en la capacidad de reacción de muchas sustancias y procesos al interior de los sistemas acuosos. Así, la cuantificación de las sustancias ácidas es útil y necesaria para su posterior neutralización y en general para la adecuación del agua potable.

¿Cómo se lleva cabo su determinación?

Determinación de alcalinidad y acidez:

Preparar la Muestra de agua:

En dos tubos de ensayo se colocan tres ml de la muestra de agua a analizar. A uno de los tubos se debe adicionar dos gotas de indicador metilnaranja, si la solución se torna roja, se procede a

determinar la acidez mineral y la acidez total, si por el contrario se torna de color amarillo, se procede a determinar la acidez total y alcalinidad.

En el segundo tubo de ensayo se adicionan dos gotas de indicador de fenolftaleína, si la solución no toma coloración, se procede a determinar la acidez total y la alcalinidad, pero si se torna de un color rosado o fucsia, se determina únicamente la alcalinidad de la muestra.

- Acidez mineral:En cada uno de los tres erlenmeyer de 250ml, se adiciona con una probeta, 100ml de agua corriente (muestra de agua) y 5 gotas de indicador de metilnaranja, se titula la muestra con una solución de NaOH hasta que el color cambie a amarillo.

- Acidez total:En cada uno de los tres erlenmeyer de 250ml, se adiciona con una probeta, 100ml de agua corriente (muestra de agua) y 5 gotas de indicador de fenolftaleína, se titula la muestra con una solución de NaOH hasta que el color cambie a un rosado pálido, que permanezca por lo menos 30 segundos.

- Alcalinidad:En cada uno de los tres erlenmeyer de 250ml, se adiciona con una probeta, 100ml de la muestra de agua y 5 gotas de indicador de fenolftaleína, se titula la muestra con HCl hasta que el color rosado desaparezca completamente (transparente), luego adicione 5 gotas de indicador metilnaranja y continúe titulando la muestra con HCl hasta que cambien el color de amarillo a rojo.

Se debe anotar claramente el volumen utilizado de las soluciones de NaOH o HCl en cada una de las titulaciones y expresar la acidez (mineral y/o total) y la alcalinidad en unidades de mgCaCO3 / dm3.

¿Cuáles son los valores permitidos para el agua potable según la legislación colombiana?

El valor admisible para la acidez del agua potable debe ser 50mgCaCO3/L.

El valor admisible para la alcalinidad del agua potable debe ser 100mgCaCO3/L.

FILTRACIÓN

CLORUROS

PRUEBA DE JARRAS

MATERIALES:

PROCEDIMIENTO:

1. Se prepara el alumbre, el cual será sulfato de aluminio y se adicionara primero un miligramo en 100 ml de agua para tenerla a 1000 ppm, después 4 miligramos en 100 ml de agua y quedara como 4000 ppm.

2. La primera parte se realizara con 1000 ppm. En 6 jarras, cada una con 250 ml de agua del lago se adicionaran las siguientes cantidades del alumbre:

3. Ahora se aplicaran 80 rpm durante un minuto, luego se bajaran a 40 rpm durante 15 minutos y se dejara asentar las partículas por un tiempo de 15 minutos.

4. De cada jarra se tomara una muestra y se llevara al turbidimetro para medir su turbidez, la cual debe estar por debajo del 1% para poder ser bebida.

5. El siguiente paso es repetir el procedimiento pero con alumbre de 4000 ppm y aplicados de la siguiente manera:

Los resultados se pueden observar mejor con 4000 ppm, ya que al tener mayor cantidad de alumbre se pueden capturar mejor las partículas suspendidas y dales peso, a continuación se muestra las seis jarras después de dejarlas asentar los 15 minutos:

Medición de la turbidez:

JARRA 1 JARRA 2 JARRA 3 JARRA 4 JARRA 5 JARRA 6TURBIDEZ 28 [NTU] 27 [NTU] 26 [NTU] 24 [NTU] 22 [NTU] 20 [NTU]

JARRA 1 JARRA 2 JARRA 3 JARRA 4 JARRA 5 JARRA 6TURBIDEZ 28 [NTU] 25 [NTU] 24 [NTU] 10 [NTU] 7 [NTU] 5 [NTU]

1000 ppm

4000 ppm

PREGUNTAS

¿Qué es la prueba de jarras y su importancia en el diseño y operación de acueductos?

La prueba de jarras es una simulación en el laboratorio, de las operaciones de coagulación-floculación-decantación que se realizan en las plantas de tratamiento y purificación de aguas. Al igual que otras pruebas analíticas, el método ha sido estandarizado para facilitar la comparación y convalidación de los resultados. La coagulación y floculación es un proceso utilizado en todas las plantas de tratamiento de agua potabilizadoras para eliminar al agua turbiedad y por lo tanto también color. En general este proceso consiste en: cloración, agitado rápido, agitado lento, sedimentación, filtración y desinfección.

El mezclado es la distribución uniforme y rápida del coagulante en el agua antes de que se verifiquen reacciones químicas en proporción apreciable. La coagulación es la desestabilización del

coloide mediante la formación de coágulos, originados por la adición al agua de un producto capaz de neutralizar la carga eléctrica de las partículas coloidales. La floculación es un proceso de agitación suave y continua que permite a las partículas o coágulos suspendidos, aglomerarse unos a otros para formar flóculos de tamaño y densidad apropiada para su separación por gravedad. Finalmente, la decantación consiste en la separación de las partículas sólidas aglomeradas bajo la forma de lodos.

La importancia que tiene este método en el diseño y operación de acueductos es calcular la dosis requerida para la optima clarificación del fluido en todas las aguas naturales cuyo uso esté destinado al abastecimiento público, ya que estas aguas requerirán de algún grado de tratamiento para poder cumplir con las normas de calidad de agua potable. La naturaleza e intensidad del tratamiento, dependerá de la naturaleza de las impurezas.

Cuando se desea eliminar el material coloidal que se halla suspendido en una masa de aguas, no existen formas simples de calcular el tipo de coagulante o las dosis requeridas para lograr la calidad del fluido. Debido a la complejidad de los procesos de coagulación-floculación, no es posible ni práctico establecer mediante fórmulas o ecuaciones, las dimensiones o la geometría de las unidades implícitas. Por esta razón las plantas de purificación funcionan mediante sistemas de decantación de diseño estándar, en tanto que el tipo de coagulante y la dosis necesaria para un determinado influente, se determina por métodos experimentales de laboratorio. La prueba para este fin se conoce como “prueba de jarras” y tiene como objeto final determinar el tipo de coagulante más adecuado para una determinada masa de agua y las dosis óptimas de coagulante mediante la simulación de los tres procesos básicos ya mencionados que se realizan en planta: mezcla rápida, mezcla lenta y decantación.

¿Qué ensayos se pueden llevar a cabo?

Se llevan a cabo ensayos de coagulación, floculación y decantación para determinar la dosis óptima de coagulante, seleccionando la jarra en donde los valores de color y turbidez sean los más bajos y en donde la velocidad de decantación y la consistencia del flock sean los mejores.

DUREZA EN AGUAS

SEDIMENTACIÓN